運用氣相色譜分析聚酯中二甘醇的研究

孫飛（浙江恒逸聚合物有限公司， 浙江 杭州 311209）

運用氣相色譜分析聚酯中二甘醇的研究

孫飛（浙江恒逸聚合物有限公司， 浙江 杭州 311209）

二甘醇是一種具有微毒性的物質(zhì)，所以在聚酯中必須特別注意添加的劑量。為了更好的了解添加攝入量，就需要運用氣相色譜分析，以便提高聚酯產(chǎn)品的質(zhì)量，同時還要把危害降到最低。

聚酯；二甘醇；氣相色譜

氣相色譜分析技術(shù)的應(yīng)用是現(xiàn)代儀器分析重要組成部分，氣相色譜技術(shù)具有獨特、高效、快速的分離特點，它已經(jīng)成為物理、化學(xué)分析的重要手段。聚酯在生產(chǎn)的過程中， 隨著主反應(yīng)的作用也帶來副反應(yīng)的產(chǎn)生， 比如：醚化、熱降解反應(yīng)等，一些反應(yīng)會使產(chǎn)品質(zhì)量下降。醚化反應(yīng)就會產(chǎn)生二甘醇，DEG對產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生較壞影響，DEG使產(chǎn)品的熔點降低，同時伴隨色相b值升高，聚酯的耐氧化和耐熱水解穩(wěn)定性等各項性能大大降低。因此在DEG的生成規(guī)律中，使用正確有效分析手段，具有重要的現(xiàn)實意義，尋找好的DEG產(chǎn)生的條件對于提升聚酯產(chǎn)品的質(zhì)量也是很必要的。

1　相色譜分析法以及其優(yōu)勢

（1）氣相色譜分析法 氣相色譜是依據(jù)色譜柱中的氣相以及固定 液相之間關(guān)系分配系數(shù)的差異，當(dāng)試樣被汽化后再借助載體帶到色譜中，組分在兩者之間反復(fù)的吸附- 脫附或溶解- 放出，因為各組分中的溶解水平不同，這就帶來各組份呈現(xiàn)在色譜柱中運行速度不一樣，經(jīng)過一定色譜柱的變化成長，還會按照一定順序離開色譜柱，把信息送到檢測器， 產(chǎn)生的離子流又經(jīng)過信號放大器后，在記錄儀上繪畫出各組份的曲線圖，就可以根據(jù)色譜分析所要分析樣品是否滿足要求。只要在氣相色譜技術(shù)所能適應(yīng)的范圍內(nèi)穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)，一般情況下滿足這些條件都可以使用氣相色譜技術(shù)。

（2）使用氣相色譜的優(yōu)勢 氣相色譜使用具有很多優(yōu)勢和特點，主要有以下幾個方面，一個是氣相色譜法對性質(zhì)相同或者相近的物質(zhì)， 擁有很高的分離能力，對物質(zhì)分離選擇性比較高，比如在石油化工、醫(yī)藥醫(yī)學(xué)中復(fù)雜分析，在聚酯二甘醇的分析也可以運用。另一個是氣相色譜分離效率比較高，氣相色譜法可以分離分配系數(shù)極為相近的組份相差1～2m的色譜柱，所以在對不見復(fù)雜或者很難分離的物質(zhì)時經(jīng)過色譜柱進行反復(fù)多次的分配吸附平衡， 就可以實現(xiàn)分離的目的。還一個是氣相色譜具有極高的靈敏度，在對含有極微量組分物質(zhì)分析時，它可以分辨高分子單體和純有機物質(zhì)以及超純氣體中含有百萬分之一的1PPm物質(zhì)準(zhǔn)確無誤的分析出結(jié)果， 甚至小到對百億分之一的0.1PPb雜質(zhì)。再一個是氣相色譜分析法分析速度快，它比化學(xué)分析在速度上快了很多，在對一個樣品進行氣相色譜分析時，僅僅只需要幾分鐘，對復(fù)雜的需要幾十分鐘即可，同時對采樣用量很少。

2　運用氣相色譜分析聚酯中的二甘醇

（1）聚酯中二甘醇的重要性及致使DEG生成的因素 聚酯中二甘醇的含量是聚酯工業(yè)生產(chǎn)過程中必須要嚴(yán)加控制的數(shù)據(jù)，聚酯大分子中乙二醇鏈段，能夠通過二甘醇中的醚鍵進行改變。因為醚鍵的作用，它在大分子排列規(guī)整性中起到破壞的反作用，從而影響聚酯纖維的性能，不過在聚酯纖維的上色率上起到積極作用。在聚酯中如果二甘醇含量增加，那么導(dǎo)致聚酯熔點降低，直接影響產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，使次品率增加。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計到2009年底，我國聚酯生產(chǎn)能力約26 Mt/a，在這中間紡長絲類的聚酯約占到12 Mt/a，紡短纖的聚酯約占到5Mt/a， 這些總共已經(jīng)占到聚酯總量的65%。聚酯中含有國標(biāo)規(guī)定的小于等于1.2%（w）的DEG，所以稱之為共聚酯，二甘醇是聚酯的必然次生品。在聚酯生產(chǎn)中的主要原材料之一是乙二醇，把乙二醇脫水就可以生成二甘醇，因此只要聚酯生產(chǎn)二甘醇同樣也不斷生產(chǎn)。但其含量必須控制在一定范圍內(nèi)，它會隨生產(chǎn)負(fù)荷、工藝路線、原料質(zhì)量和配料摩爾比以及工藝條件等變化而變化。

水的生成數(shù)量對于產(chǎn)品生產(chǎn)中DEG的含量，有著比較直接的關(guān)系，必須嚴(yán)格控制生產(chǎn)工藝操作的條件。聚酯原料中DEG含量的增加， 也將促使產(chǎn)品中DEG含量明顯增加。原料進料配比和醋交換段的水生成量有密不可分的關(guān)系，在此階段，DEG的生成量與DEG濃度的平方成正比。反應(yīng)溫度的影響，但過度降低就會影響正常生產(chǎn)。

（3）根據(jù)氣相色譜控制DEG的方法 在聚酯工業(yè)生產(chǎn)中，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)控制DEG含量，可以采取以下方法：

在使用粒徑大小不同的PTA時，應(yīng)該根據(jù)實際情況實時的體征工藝生產(chǎn)參數(shù)，以便保證DEG的穩(wěn)定性能。根據(jù)實際生產(chǎn)調(diào)節(jié)EG/PTA摩爾比。在不影響正常酯化率的條件下，如果盡可能的降低酯化溫度，可以直接降低DEG生成的幾率。還可以通過調(diào)節(jié)酯化壓力的目的減少聚酯生產(chǎn)中二甘醇的含量。適當(dāng)提高生產(chǎn)負(fù)荷，減少生產(chǎn)停留時間 ，降低DEG含量。保持縮聚真空度的穩(wěn)定，減少由于真空度不高引起的DEG含量的增加。

3　結(jié)語

隨著近幾年我科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會的不斷進步，人們對聚酯的利用越來越充分，這也使得聚酯生產(chǎn)行業(yè)不斷發(fā)展，促使聚酯生產(chǎn)迅速改革創(chuàng)新生產(chǎn)工藝，以便適應(yīng)社會生產(chǎn)的需要，因此聚酯中的二甘醇含量控制越來越精準(zhǔn)，所以氣相色譜技術(shù)為了適應(yīng)其發(fā)展的需要應(yīng)朝著更高靈敏度、更高選擇性、更方便快捷的方向發(fā)展，借用網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展推出新的方法，以便迎接更大的挑戰(zhàn)。

［1］孫傳經(jīng).氣相色譜分析原理與技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1985.12.

［2］李德宏，等.二甘醇含量對PET熱性能的影響［J］.合成纖維，2003，（1）：15～17.

［3］王朝生，李建武，等.二甘醇對滌綸染色性能的影響［J］.合成纖維工業(yè)，2009，（5）：33～35.

孫飛（1982- ），男，浙江杭州人，本科，研究方向：聚合物結(jié)構(gòu)與性能研究。